第1章緒論90049

1、1.1 1.1 內(nèi)容提要及基本概念內(nèi)容提要及基本概念1.2 1.2 本章重點(diǎn)、難點(diǎn)本章重點(diǎn)、難點(diǎn)第一章第一章 緒緒 論論1.1 1.1 內(nèi)容提要及基本概念內(nèi)容提要及基本概念 機(jī)械原理又稱機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)。是機(jī)械工程各專業(yè)的一門重要的技術(shù)機(jī)械原理又稱機(jī)器理論與機(jī)構(gòu)學(xué)。是機(jī)械工程各專業(yè)的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課程。本課程的理論知識對于機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維修等方面具基礎(chǔ)課程。本課程的理論知識對于機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)行、維修等方面具有十分重要的作用。有十分重要的作用。1.1.1 內(nèi)容提要內(nèi)容提要 機(jī)械原理的研究對象機(jī)械原理的研究對象 機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)概述 機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理課程的地

2、位和作用 機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展動向機(jī)械原理學(xué)科發(fā)展動向 1.機(jī)械原理的研究對象機(jī)械原理的研究對象 1）研究對象是機(jī)械）研究對象是機(jī)械.機(jī)械。機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。機(jī)械。機(jī)械是機(jī)構(gòu)與機(jī)器的總稱。 機(jī)構(gòu)的定義機(jī)構(gòu)的定義: :把一個或幾個構(gòu)件的運(yùn)動變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)把一個或幾個構(gòu)件的運(yùn)動變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn) 動的構(gòu)件系統(tǒng)動的構(gòu)件系統(tǒng)。 常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動機(jī)常用的機(jī)構(gòu)包括連桿機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、齒輪系、間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機(jī)構(gòu)種類有限。構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)、萬向聯(lián)軸器等。機(jī)構(gòu)種類有限。本章內(nèi)容包括本章內(nèi)容包括連桿機(jī)構(gòu)連桿機(jī)構(gòu)

3、 齒輪機(jī)構(gòu)齒輪機(jī)構(gòu) 凸輪機(jī)構(gòu)凸輪機(jī)構(gòu)機(jī)器的定義機(jī)器的定義：由人為物體組成的具有確定機(jī)械運(yùn)動的裝置，完成一定的工作由人為物體組成的具有確定機(jī)械運(yùn)動的裝置，完成一定的工作 過程，以代替人類的勞動。過程，以代替人類的勞動。實(shí)例：實(shí)例：縫紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等?？p紉機(jī)、洗衣機(jī)、各類機(jī)床、運(yùn)輸車輛、農(nóng)用機(jī)器、起重機(jī)等。機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系機(jī)器與機(jī)構(gòu)之間的關(guān)系機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機(jī)中就機(jī)器是由機(jī)構(gòu)組成的。例如圖示單缸內(nèi)燃機(jī)中就包含了三種常用機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。包含了三種常用機(jī)構(gòu)：連桿機(jī)構(gòu)、齒輪機(jī)構(gòu)、凸輪機(jī)構(gòu)。 機(jī)構(gòu)的作用機(jī)構(gòu)的作用：一是用來將一

4、種運(yùn)動形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運(yùn)動形式，一是用來將一種運(yùn)動形式（如旋轉(zhuǎn)）變換成另外一種運(yùn)動形式，二是用來傳遞動力。二是用來傳遞動力。 機(jī)器的作用機(jī)器的作用：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。：代替或減輕人類勞動，或?qū)⒁环N能量形式轉(zhuǎn)換成另一種形式。 隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機(jī)器完成運(yùn)動隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)器的內(nèi)涵在不斷變化。但是，機(jī)器完成運(yùn)動變換和動力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會改變。現(xiàn)代科技在機(jī)器中的應(yīng)用，變換和動力傳遞或轉(zhuǎn)換的本質(zhì)屬性不會改變?，F(xiàn)代科技在機(jī)器中的應(yīng)用，只是使機(jī)器具有信息化、智能化和柔性化。只是使機(jī)器具有信息化、智能化和柔性化。 3

5、）機(jī)器的組成）機(jī)器的組成動力機(jī)器動力機(jī)器完成能量的轉(zhuǎn)換完成能量的轉(zhuǎn)換 工作機(jī)器工作機(jī)器完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品完成有用的機(jī)械功或搬運(yùn)物品 信息機(jī)器信息機(jī)器完成信息的傳遞和變換完成信息的傳遞和變換機(jī)器的機(jī)器的類別類別2）機(jī)器的類別和功用）機(jī)器的類別和功用 其中實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器的核心，機(jī)器中各個機(jī)構(gòu)通其中實(shí)現(xiàn)機(jī)械運(yùn)動的執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)是機(jī)器的核心，機(jī)器中各個機(jī)構(gòu)通過有序的運(yùn)動和動力傳遞來最終實(shí)現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機(jī)器中的過有序的運(yùn)動和動力傳遞來最終實(shí)現(xiàn)功能變換，完成工作過程。機(jī)器中的運(yùn)動單元體稱為構(gòu)件。因此，機(jī)構(gòu)是把一個或幾個構(gòu)件的運(yùn)動，變換成其運(yùn)動單元體稱為構(gòu)件。因此，機(jī)構(gòu)是

6、把一個或幾個構(gòu)件的運(yùn)動，變換成其他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動的構(gòu)件系統(tǒng)。他構(gòu)件所需的具有確定運(yùn)動的構(gòu)件系統(tǒng)?？刂葡到y(tǒng)控制系統(tǒng)信息測量和處理系統(tǒng)信息測量和處理系統(tǒng)由計(jì)算機(jī)來完成由計(jì)算機(jī)來完成動力部分動力部分傳動部分及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)傳動部分及執(zhí)行機(jī)構(gòu)系統(tǒng)完成工作過程完成工作過程機(jī)器的機(jī)器的組成組成潘存云教授研制控制器控制器(控制部分控制部分)電動機(jī)電動機(jī)(原動部分原動部分)減速器減速器(傳動部分傳動部分)波輪波輪(工作部分工作部分)分析自動洗衣機(jī)的組成：分析自動洗衣機(jī)的組成：潘存云教授研制帶帶(傳動部分傳動部分)2.機(jī)械設(shè)計(jì)概述機(jī)械設(shè)計(jì)概述 不了解機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程和內(nèi)容，就不能深不了解機(jī)械設(shè)計(jì)的進(jìn)程和內(nèi)容

7、，就不能深刻理解機(jī)械原理課程的作用及其重要性。刻理解機(jī)械原理課程的作用及其重要性。 1）機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程）機(jī)械設(shè)計(jì)的一般進(jìn)程 一般而言，機(jī)械產(chǎn)品的研制過程包括設(shè)計(jì)、一般而言，機(jī)械產(chǎn)品的研制過程包括設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)，定型等環(huán)節(jié)。其中機(jī)械設(shè)計(jì)階段制造、試驗(yàn)，定型等環(huán)節(jié)。其中機(jī)械設(shè)計(jì)階段又包括以下四個進(jìn)程：又包括以下四個進(jìn)程：產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃根據(jù)市場需求確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。根據(jù)市場需求確定產(chǎn)品設(shè)計(jì)要求。方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。主要完成機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。主要完成機(jī)械運(yùn)動方案的設(shè)計(jì)，本課程將為方案設(shè)計(jì)提供設(shè)運(yùn)動方案的設(shè)計(jì)，本課程將為方案設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)理論與方法。計(jì)理論與方法。詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)將機(jī)

8、械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)結(jié)果將機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)結(jié)果運(yùn)運(yùn)動簡圖具體化為機(jī)器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它動簡圖具體化為機(jī)器及零部件的合理結(jié)構(gòu)。它對產(chǎn)品的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。該對產(chǎn)品的技術(shù)性能和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)有直接影響。該步驟涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。步驟涉及機(jī)械設(shè)計(jì)、材料力學(xué)等課程的內(nèi)容。詳細(xì)設(shè)計(jì)詳細(xì)設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)產(chǎn)品規(guī)劃產(chǎn)品規(guī)劃改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)產(chǎn)品定型產(chǎn)品定型運(yùn)行試驗(yàn)運(yùn)行試驗(yàn)加工制造加工制造改進(jìn)設(shè)計(jì)改進(jìn)設(shè)計(jì)對試驗(yàn)或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品性能日益完善。對試驗(yàn)或使用過程中發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行改進(jìn)，使產(chǎn)品性能日益完善。 2 2）機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容）機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 機(jī)械運(yùn)

9、動簡圖的類型綜合。機(jī)械運(yùn)動簡圖的類型綜合。 通常稱為機(jī)構(gòu)選型，即根據(jù)機(jī)械所要完成的一系列執(zhí)行動作選擇適宜的執(zhí)行通常稱為機(jī)構(gòu)選型，即根據(jù)機(jī)械所要完成的一系列執(zhí)行動作選擇適宜的執(zhí)行機(jī)構(gòu)類型，組合成完整的機(jī)械系統(tǒng)。機(jī)構(gòu)類型，組合成完整的機(jī)械系統(tǒng)。 機(jī)械運(yùn)動簡圖的尺度綜合。機(jī)械運(yùn)動簡圖的尺度綜合。 確定機(jī)構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機(jī)械能完成預(yù)定的執(zhí)行動作，必要時(shí)，還確定機(jī)構(gòu)各部分的尺寸參數(shù)，以使機(jī)械能完成預(yù)定的執(zhí)行動作，必要時(shí)，還可以改變機(jī)構(gòu)的類型?？梢愿淖儥C(jī)構(gòu)的類型。 3 3）機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用）機(jī)電一體化技術(shù)在機(jī)械運(yùn)動方案設(shè)計(jì)中的應(yīng)用 隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛采用，一

10、方面，使機(jī)械的性能得到極隨著機(jī)電一體化技術(shù)的不斷發(fā)展和廣泛采用，一方面，使機(jī)械的性能得到極大提高，另一方面，又大大簡化了機(jī)械傳動系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該盡大提高，另一方面，又大大簡化了機(jī)械傳動系統(tǒng)。因此，現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)應(yīng)該盡可能采用機(jī)電一體化技術(shù)?？赡懿捎脵C(jī)電一體化技術(shù)。3.3.機(jī)械原理課程的地位和作用機(jī)械原理課程的地位和作用 1 1）課程的地位和作用）課程的地位和作用 機(jī)械原理是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，其機(jī)械原理是研究機(jī)構(gòu)和機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)的一門重要技術(shù)基礎(chǔ)課程，其任務(wù)主要是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技任務(wù)主要是使學(xué)生掌握機(jī)構(gòu)學(xué)和機(jī)械動

11、力學(xué)的基本理論、基本知識和基本技能。培養(yǎng)學(xué)生初步擬定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案、分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力。能。培養(yǎng)學(xué)生初步擬定機(jī)械系統(tǒng)運(yùn)動方案、分析和設(shè)計(jì)基本機(jī)構(gòu)的能力。 2 2）課程的主要內(nèi)容）課程的主要內(nèi)容 機(jī)械原理課程主要包括以下內(nèi)容：機(jī)械原理課程主要包括以下內(nèi)容： 機(jī)構(gòu)的組成原理和類型綜合。機(jī)構(gòu)的組成原理和類型綜合。 典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。典型機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 機(jī)械動力學(xué)。機(jī)械動力學(xué)。 3）本課程的學(xué)習(xí)方法）本課程的學(xué)習(xí)方法 掌握各種典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設(shè)計(jì)方法。掌握各種典型機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)、分析和設(shè)計(jì)方法。 掌握機(jī)械運(yùn)動簡圖的畫法，并習(xí)慣用簡圖來認(rèn)識機(jī)構(gòu)和機(jī)器。掌握機(jī)械運(yùn)動

12、簡圖的畫法，并習(xí)慣用簡圖來認(rèn)識機(jī)構(gòu)和機(jī)器。 深刻理解課程中的基本概念。深刻理解課程中的基本概念。 掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機(jī)架法、機(jī)構(gòu)演化法、掌握本課程的基本研究方法，如桿組法、轉(zhuǎn)換機(jī)架法、機(jī)構(gòu)演化法、等效法等。等效法等。 善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會貫通。善于將前后內(nèi)容聯(lián)系，融會貫通。 復(fù)習(xí)有關(guān)例題，歸納總結(jié)解題思路。復(fù)習(xí)有關(guān)例題，歸納總結(jié)解題思路。應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)大上天上天( (太空探險(xiǎn)太空探險(xiǎn)) )、入地、入地( (水平鉆探水平鉆探) )、下海、下海( (深?？鄙詈？碧?、打撈作業(yè)探、打撈作業(yè)) )、甚至鉆入人體內(nèi)、甚至鉆入人體內(nèi)( (血管清理血管清理) )與其他學(xué)科的交

13、叉滲透作用增強(qiáng)與其他學(xué)科的交叉滲透作用增強(qiáng)與電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控與電子工程、計(jì)算機(jī)科學(xué)、控制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如制工程、材料科學(xué)、生物醫(yī)學(xué)等相互滲透，誕生了若干新學(xué)科。如機(jī)械電子學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械機(jī)械電子學(xué)、仿生機(jī)械學(xué)、機(jī)器人機(jī)械學(xué)、機(jī)械cad cad 新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)新機(jī)構(gòu)不斷涌現(xiàn)如自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及如自控機(jī)構(gòu)、機(jī)器人機(jī)構(gòu)、仿生機(jī)構(gòu)、柔性及彈性機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等彈性機(jī)構(gòu)、機(jī)電氣液綜合機(jī)構(gòu)等注重機(jī)械的動力性能注重機(jī)械的動力性能在機(jī)械分析與綜合時(shí)，由只考慮運(yùn)動性能在機(jī)械分析與綜合時(shí)，由只考慮運(yùn)動性能過渡到同時(shí)考慮其動

14、力性能過渡到同時(shí)考慮其動力性能機(jī)械原機(jī)械原理學(xué)科理學(xué)科的發(fā)展的發(fā)展4.機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展多種星際探測器多種星際探測器神舟六號載人飛船神舟六號載人飛船和和平平號號空空間間站站國國際際空空間間站站空中客車空中客車a380的最大載的最大載客量為客量為840人，最大航程人，最大航程16,000 km，是目前全球，是目前全球載客量最大的飛機(jī)。載客量最大的飛機(jī)。波音波音777-200lr客機(jī)的載客機(jī)的載客量為客量為301人，最大飛行人，最大飛行距離為距離為17,500 km，是目，是目前世界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。前世界上航程最遠(yuǎn)的客機(jī)。深井鉆探設(shè)備深井鉆探設(shè)備沙漠石油鉆探作業(yè)沙漠石油鉆探作業(yè)

15、定向鉆井是一種新技術(shù)，可不用移動井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。定向鉆井是一種新技術(shù)，可不用移動井架就能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離水平鉆探。海洋石油海洋石油鉆探平臺鉆探平臺海海底底探探索索救助打撈救助打撈人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人人體器官內(nèi)的微型機(jī)器人醫(yī)療醫(yī)療機(jī)器機(jī)器人正人正輔助輔助心臟心臟病手病手術(shù)術(shù)形形色色的水下機(jī)器人形形色色的水下機(jī)器人60006000米水下機(jī)器人米水下機(jī)器人5. 機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展動向機(jī)械原理學(xué)科的發(fā)展動向1 1）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論）機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論 由于機(jī)器人、步行機(jī)、人工假肢和新型機(jī)器的發(fā)展需要，以及機(jī)器的由于機(jī)器人、步行機(jī)、人工假肢和新型機(jī)器的發(fā)展需要，以及機(jī)器的動力源日益廣泛采用液壓與氣動，

16、因此近年來對多自由度、多閉環(huán)的多桿動力源日益廣泛采用液壓與氣動，因此近年來對多自由度、多閉環(huán)的多桿平面連桿機(jī)構(gòu)以及開式運(yùn)動鏈的結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。平面連桿機(jī)構(gòu)以及開式運(yùn)動鏈的結(jié)構(gòu)理論有了較多的研究。 同時(shí)，由于空間連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛，對于空間連桿機(jī)構(gòu)的公共約同時(shí)，由于空間連桿機(jī)構(gòu)應(yīng)用日益廣泛，對于空間連桿機(jī)構(gòu)的公共約束和過約束等問題也作了很多研究。在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中，近年來采束和過約束等問題也作了很多研究。在機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)理論研究中，近年來采用了圖論、網(wǎng)絡(luò)分析、線性幾何學(xué)、螺旋坐標(biāo)等各種工程數(shù)學(xué)方法。利用用了圖論、網(wǎng)絡(luò)分析、線性幾何學(xué)、螺旋坐標(biāo)等各種工程數(shù)學(xué)方法。利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地研究機(jī)構(gòu)

17、的機(jī)構(gòu)類型及運(yùn)動自由度問題也日益普遍。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)地研究機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)類型及運(yùn)動自由度問題也日益普遍。 為了創(chuàng)造和設(shè)計(jì)出更好的機(jī)構(gòu)，開展機(jī)構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家為了創(chuàng)造和設(shè)計(jì)出更好的機(jī)構(gòu)，開展機(jī)構(gòu)創(chuàng)新方法的研究已得到大家的重視。為了深入研究機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)理論和方法，機(jī)構(gòu)分類方法、結(jié)的重視。為了深入研究機(jī)械運(yùn)動簡圖設(shè)計(jì)理論和方法，機(jī)構(gòu)分類方法、結(jié)構(gòu)類型知識庫建立和機(jī)構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應(yīng)用機(jī)電構(gòu)類型知識庫建立和機(jī)構(gòu)選型的研究也日益受到重視。為了廣泛應(yīng)用機(jī)電一體化技術(shù)，開展包括液壓、氣動、電磁、電子、光電等非機(jī)械傳動元件一體化技術(shù)，開展包括液壓、氣動、電磁、電子、光電等非機(jī)械傳動元

18、件的廣義機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究已日益迫切。的廣義機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)方法的研究已日益迫切。2）平面與空間連桿機(jī)構(gòu)）平面與空間連桿機(jī)構(gòu) 為了利用計(jì)算機(jī)對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種復(fù)雜的分析和綜合運(yùn)算，已開為了利用計(jì)算機(jī)對平面連桿機(jī)構(gòu)進(jìn)行各種復(fù)雜的分析和綜合運(yùn)算，已開發(fā)出成熟的商業(yè)軟件。發(fā)出成熟的商業(yè)軟件。 計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用也推動了平面連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化綜合。用多自由度、計(jì)算機(jī)的廣泛應(yīng)用也推動了平面連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化綜合。用多自由度、多閉環(huán)、多桿的平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機(jī)械中工藝要求多閉環(huán)、多桿的平面連桿機(jī)構(gòu)的連桿曲線來再現(xiàn)各種工作機(jī)械中工藝要求的軌跡已引起注意并加以研究。的軌跡已引起注意并加以研究。 另外，

19、近年來開展了具有可變長結(jié)構(gòu)、可變運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)的機(jī)構(gòu)另外，近年來開展了具有可變長結(jié)構(gòu)、可變運(yùn)動學(xué)和動力學(xué)參數(shù)的機(jī)構(gòu)的研究。的研究。3 3）凸輪機(jī)構(gòu)）凸輪機(jī)構(gòu) 為了改善凸輪機(jī)構(gòu)的動力性能，凸輪曲線由等加為了改善凸輪機(jī)構(gòu)的動力性能，凸輪曲線由等加- -等減速運(yùn)動規(guī)律、等減速運(yùn)動規(guī)律、正弦加速度運(yùn)動規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動規(guī)律改用改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動規(guī)律、正弦加速度運(yùn)動規(guī)律、余弦加速度運(yùn)動規(guī)律改用改進(jìn)正弦加速度運(yùn)動規(guī)律、改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動規(guī)律和代數(shù)多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律。改進(jìn)梯形加速度運(yùn)動規(guī)律和代數(shù)多項(xiàng)式運(yùn)動規(guī)律。 尋找高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有良好動力性能的凸輪曲線是一個重要的研究內(nèi)容。尋找高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)具有良好動力性能的

20、凸輪曲線是一個重要的研究內(nèi)容。按動力學(xué)要求設(shè)計(jì)凸輪廓線除了采用動力多項(xiàng)式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多采按動力學(xué)要求設(shè)計(jì)凸輪廓線除了采用動力多項(xiàng)式凸輪曲線外，現(xiàn)在較多采用某些符合動力特性要求的凸輪曲線用某些符合動力特性要求的凸輪曲線。這種曲線使凸輪從動件系統(tǒng)殘留振這種曲線使凸輪從動件系統(tǒng)殘留振動的振幅在全部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限值。動的振幅在全部工作速度范圍內(nèi)不超過某一極限值。 在凸輪在凸輪- -從動件系統(tǒng)動力學(xué)問題的研究中，凸輪從動件系統(tǒng)動力學(xué)問題的研究中，凸輪- -從動件系統(tǒng)動力學(xué)模從動件系統(tǒng)動力學(xué)模型的建立，動力學(xué)模型的運(yùn)動微分方程式及其求解方法，系統(tǒng)動力響應(yīng)的型的建立，動力學(xué)模型的運(yùn)動微分

21、方程式及其求解方法，系統(tǒng)動力響應(yīng)的分析，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動力綜合等問題分析，凸輪機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇及其最優(yōu)化，凸輪廓線的動力綜合等問題研究研究都取得了重要的研究成果。都取得了重要的研究成果。 為了建立更符合實(shí)際情況的動力學(xué)模型和更精確的分析和設(shè)計(jì)方法，為了建立更符合實(shí)際情況的動力學(xué)模型和更精確的分析和設(shè)計(jì)方法，考慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表考慮質(zhì)量分布、彈性變形、間隙、阻尼、外界干擾的頻率、不平衡力、表面潤滑等多方面的動力學(xué)問題正得到重視和加以研究。面潤滑等多方面的動力學(xué)問題正得到重視和加以研究。4 4）間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)）間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)

22、槽輪機(jī)構(gòu)是一種常用的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。為了提高機(jī)器運(yùn)行速度，改善槽輪機(jī)構(gòu)是一種常用的間歇運(yùn)動機(jī)構(gòu)。為了提高機(jī)器運(yùn)行速度，改善動力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)動力性能，近年來提出了改直線槽為曲線槽，使用串聯(lián)槽輪機(jī)構(gòu)，導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機(jī)構(gòu)，以及使用行星鏈輪式槽輪構(gòu)與槽輪機(jī)構(gòu)組合使用，采用鏈條式槽輪機(jī)構(gòu)，以及使用行星鏈輪式槽輪機(jī)構(gòu)機(jī)構(gòu)，等等。等等。 對于對于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)，由于分度凸輪的加速度變化規(guī)律可以自由選擇，使沖擊與振動現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目擇，使沖擊與振動

23、現(xiàn)象大大減輕，工作平穩(wěn)性和送料精度有較大提高。目前前在高速卷煙機(jī)組中在高速卷煙機(jī)組中使用使用的的凸輪間歇機(jī)構(gòu)凸輪間歇機(jī)構(gòu)分度頻率分度頻率已達(dá)每分鐘已達(dá)每分鐘8,0008,000次次（如下圖）（如下圖）。對于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、凸輪空間曲面設(shè)計(jì)以及。對于凸輪間歇分度機(jī)構(gòu)的運(yùn)動規(guī)律、凸輪空間曲面設(shè)計(jì)以及制造技術(shù)均有不少研究。開展這類機(jī)構(gòu)的制造技術(shù)均有不少研究。開展這類機(jī)構(gòu)的acd/cam研究也受到重視。研究也受到重視。5 5）組合機(jī)構(gòu)）組合機(jī)構(gòu) 組合機(jī)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對簡化又能實(shí)現(xiàn)單一基本機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動組合機(jī)構(gòu)由于其結(jié)構(gòu)相對簡化又能實(shí)現(xiàn)單一基本機(jī)構(gòu)無法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動規(guī)律和運(yùn)動軌跡，如近似或精

24、確地實(shí)現(xiàn)某些預(yù)期的軌跡，或輸入規(guī)律和運(yùn)動軌跡，如近似或精確地實(shí)現(xiàn)某些預(yù)期的軌跡，或輸入- -輸出運(yùn)輸出運(yùn)動規(guī)律，?？捎米鲗?shí)現(xiàn)直線、圓弧或平行導(dǎo)向，能實(shí)現(xiàn)有停歇期或步進(jìn)運(yùn)動規(guī)律，常可用作實(shí)現(xiàn)直線、圓弧或平行導(dǎo)向，能實(shí)現(xiàn)有停歇期或步進(jìn)運(yùn)動等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝動等特殊工作要求，因此近年來在農(nóng)業(yè)機(jī)械、紡織機(jī)械、印刷機(jī)械、包裝機(jī)械、冶金機(jī)械中應(yīng)用日益廣泛。常用的有齒輪機(jī)械、冶金機(jī)械中應(yīng)用日益廣泛。常用的有齒輪- -連桿機(jī)構(gòu)、凸輪連桿機(jī)構(gòu)、凸輪- -連桿機(jī)連桿機(jī)構(gòu)和齒輪構(gòu)和齒輪- -齒輪機(jī)構(gòu)。齒輪機(jī)構(gòu)。 組合機(jī)構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)

25、組合機(jī)構(gòu)的組成原理、基本類型、功能等方面均還需要作深入、系統(tǒng)的研究，其應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步擴(kuò)展。的研究，其應(yīng)用領(lǐng)域還需要進(jìn)一步擴(kuò)展。 此外，機(jī)械與液壓、氣動、電磁等傳動相組合的廣義機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法此外，機(jī)械與液壓、氣動、電磁等傳動相組合的廣義機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法還需作深入研究。微處理器控制的智能組合機(jī)構(gòu)還需要作進(jìn)一步開發(fā)。還需作深入研究。微處理器控制的智能組合機(jī)構(gòu)還需要作進(jìn)一步開發(fā)。6 6）機(jī)械動力學(xué)）機(jī)械動力學(xué) 隨著機(jī)械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對于機(jī)械的精度和可靠性隨著機(jī)械裝置向高速、精密和重載方向發(fā)展，對于機(jī)械的精度和可靠性要求也日益提高，按動力性能要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。

26、要求也日益提高，按動力性能要求進(jìn)行機(jī)構(gòu)的分析與綜合愈來愈受到重視。 對于剛性構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的動力學(xué)有了進(jìn)一步深入研究。對于剛性構(gòu)件組成的機(jī)構(gòu)的動力學(xué)有了進(jìn)一步深入研究。 機(jī)構(gòu)的平衡問題日益受到重視，對平面機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較機(jī)構(gòu)的平衡問題日益受到重視，對平面機(jī)構(gòu)慣性力完全平衡的研究比較充分，采用方法也較多，如主矢量法、線充分，采用方法也較多，如主矢量法、線性性無關(guān)矢量法、附加機(jī)構(gòu)法等。無關(guān)矢量法、附加機(jī)構(gòu)法等。 平面機(jī)構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對于平面連桿機(jī)平面機(jī)構(gòu)慣性力矩平衡問題也有不少研究成果。另外，對于平面連桿機(jī)構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究

27、也日益受到重視。構(gòu)和空間連桿機(jī)構(gòu)慣性力和慣性力矩的綜合優(yōu)化平衡的研究也日益受到重視。 機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動動力學(xué)問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動力分析、高速機(jī)構(gòu)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的振動動力學(xué)問題、變質(zhì)量構(gòu)件的機(jī)構(gòu)動力分析、高速運(yùn)動時(shí)的彈性變形的運(yùn)動彈性動力綜合等研究，在機(jī)械設(shè)計(jì)中也日益受到重運(yùn)動時(shí)的彈性變形的運(yùn)動彈性動力綜合等研究，在機(jī)械設(shè)計(jì)中也日益受到重視。視。高速自動切條機(jī)高速自動切條機(jī)高高速速粉粉碎碎機(jī)機(jī)磁懸浮列車的動力學(xué)特性是懸浮控制與走行控制的關(guān)鍵因素磁懸浮列車的動力學(xué)特性是懸浮控制與走行控制的關(guān)鍵因素磁懸浮列車的磁懸浮列車的運(yùn)行速度高達(dá)運(yùn)行速度高達(dá)550 550 km/hkm/h7 7）機(jī)構(gòu)的最優(yōu)

28、化設(shè)計(jì)）機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì) 機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)構(gòu)綜合中普遍適用的方法和主要發(fā)展方向。機(jī)機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化設(shè)計(jì)是機(jī)構(gòu)綜合中普遍適用的方法和主要發(fā)展方向。機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大致包括：根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)變量；給出數(shù)學(xué)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)大致包括：根據(jù)設(shè)計(jì)要求確定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和設(shè)計(jì)變量；給出數(shù)學(xué)模型，確定設(shè)計(jì)約束，建立目標(biāo)函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設(shè)計(jì)變量；模型，確定設(shè)計(jì)約束，建立目標(biāo)函數(shù)；探索最優(yōu)化途徑，優(yōu)選設(shè)計(jì)變量；最優(yōu)化方案確定。最優(yōu)化方案確定。 機(jī)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用十分廣泛。對于平面連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動機(jī)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì)應(yīng)用十分廣泛。對于平面連桿機(jī)構(gòu)和凸輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動綜合和動力綜合，組合機(jī)構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設(shè)

29、計(jì)以及如何使齒輪減速綜合和動力綜合，組合機(jī)構(gòu)中再現(xiàn)函數(shù)與軌跡的設(shè)計(jì)以及如何使齒輪減速器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并得到了顯著效果。器體積最小等，均采用了最優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，并得到了顯著效果。 另外，對于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化平衡、機(jī)構(gòu)運(yùn)動彈性動力綜合以及空間連桿機(jī)另外，對于機(jī)構(gòu)的優(yōu)化平衡、機(jī)構(gòu)運(yùn)動彈性動力綜合以及空間連桿機(jī)構(gòu)的最優(yōu)化問題也有不少研究。構(gòu)的最優(yōu)化問題也有不少研究。8 8）仿生機(jī)構(gòu)學(xué)）仿生機(jī)構(gòu)學(xué) 仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國仿生機(jī)構(gòu)學(xué)的研究一直受到很大重視。不少國家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作家積極開展對人的手指、手腕和手臂的結(jié)構(gòu)、動作原理和運(yùn)動范圍的分析研究，

30、已研制出各種多自由原理和運(yùn)動范圍的分析研究，已研制出各種多自由度的生物電控或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。度的生物電控或聲控的機(jī)械假手，造福于人類。同同時(shí)，時(shí)，各種各種仿生仿生步行機(jī)構(gòu)步行機(jī)構(gòu)也不斷被研究出來也不斷被研究出來。 另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測管道另外，通過研制蛇形機(jī)構(gòu)來探測管道故障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測故障；通過魚游機(jī)構(gòu)研制來解決深水探測問題。問題。 隨著人們對各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，隨著人們對各種仿生機(jī)構(gòu)的深入研究，將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊將會有利于創(chuàng)造出各種新穎的、具有特殊功能的新機(jī)構(gòu)來。功能的新機(jī)構(gòu)來。中中國國首首臺臺擬擬人人形形機(jī)機(jī)器器人人翩翩翩翩起起舞舞的的機(jī)機(jī)器器人人仿真美女仿真美女機(jī)器人機(jī)器人各式各樣的仿生機(jī)械各式各樣的仿生機(jī)械9 9）微型機(jī)械）微型機(jī)械 隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，2020世紀(jì)世紀(jì)8080年代中后期興起了對微型機(jī)械年代中后期興起了對微型機(jī)械（或稱為微型機(jī)電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航（或稱為微型機(jī)電系統(tǒng)）的研制，以適應(yīng)生物、環(huán)境控制、醫(yī)學(xué)、航空航天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增天、數(shù)字通信、傳感技術(shù)、靈巧武器等領(lǐng)域在微小型化方面提出的日益增長的要求。長的要